第4章 模拟角调制.ppt

图 4- 28 窄带调频信号的相干解调 4.4调频系统的抗噪声性能 图 4 – 29 调频系统抗噪声性能分析模型 从前面的分析可知，调频信号的解调有相干解调和非相干解调两种。相干解调仅适用于窄带调频信号，且需同步信号； 而非相干解调适用于窄带和宽带调频信号，而且不需同步信号，因而是FM系统的主要解调方式，其分析模型如图4- 29 所示。 4.5各种模拟调制系统的性能比较 题： 已知调频信号 调制器的频偏常数 求（1）载频fc （2）调频指数 （3）最大频偏 （4）调整信号f(t) 综合前面的分析，可总结各种调制方式的传输带宽、信噪比增益、设备复杂程度、主要应用等如表3.6-1所示，表中还进一步假设了AM为100%调制。 2、各种模拟调制方式性能比较 就抗噪性能而言，WBFM最好，DSB、SSB、VSB次之，AM最差。NBFM与AM接近。图3-34示出了各种模拟调制系统的性能曲线，图中的圆点表示门限点。门限点以下，曲线迅速下跌；门限点以上，DSB、SSB的信噪比比AM高4.7dB以上，而FM(mf=6)的信噪比比AM高22dB。 图3-34 各种模拟调制系统的性能曲线 3. 特点与应用 AM调制的优点是接收设备简单；缺点是功率利用率低，抗干扰能力差，在传输中如果载波受到信道的选择性衰落， 则在包检时会出现过调失真，信号频带较宽，频带利用率不高。因此AM制式用于通信质量要求不高的场合， 目前主要用在中波和短波的调幅广播中。 就频带利用率而言，SSB最好，VSB与SSB接近，DSB、AM、NBFM次之，WBFM最差。由表3.1还可看出，FM的调频指数越大，抗噪性能越好，但占据带宽越宽，频带利用率越低。 DSB调制的优点是功率利用率高，但带宽与AM相同， 接收要求同步解调，设备较复杂。只用于点对点的专用通信， 运用不太广泛。 SSB调制的优点是功率利用率和频带利用率都较高，抗干扰能力和抗选择性衰落能力均优于AM, 而带宽只有AM的一半； 缺点是发送和接收设备都复杂。鉴于这些特点，SSB制式普遍用在频带比较拥挤的场合，如短波波段的无线电广播和频分多路复用系统中。 VSB调制的诀窍在于部分抑制了发送边带， 同时又利用平缓滚降滤波器补偿了被抑制部分。 FM波的幅度恒定不变， 这使它对非线性器件不甚敏感， 给FM带来了抗快衰落能力。利用自动增益控制和带通限幅还可以消除快衰落造成的幅度变化效应。这些特点使得窄带FM对微波中继系统颇具吸引力。宽带FM的抗干扰能力强， 可以实现带宽与信噪比的互换，因而宽带FM广泛应用于长距离高质量的通信系统中，如空间和卫星通信、调频立体声广播、 超短波电台等。宽带FM的缺点是频带利用率低，存在门限效应，因此在接收信号弱，干扰大的情况下宜采用窄带FM， 这就是小型通信机常采用窄带调频的原因。另外，窄带FM采用相干解调时不存在门限效应。 4.6 FM的应用 1、调频广播 普通单声道的调频广播中，取调制信号的最高频率fH=15kHz，最大频偏Δfmax=75kHz，调频信号的带宽B=180kHz，各电台频道间隔ΔB= 200kHz。 双声道立体声与单声道是兼容的，左声道信号L和右声道信号R的最高频率也为15kHz。 在立体声的调频广播中，10％的频偏分配给19kHz导频，其余90％分配给（L+R）和（L-R）两个声道。 调频广播使用载频为87MHz~108MHz，与地面电视的载频同处于甚高频（VHF）频段。 2、广播电视 由电视塔发射的电视节目称广播电视，也称地面广播电视。 图象信号是0~6MHz宽带视频信号，采用残留边带调制，并插入很强的载波。接收端可用包络检波的方法恢复图象信号。 伴音信号则采用宽带调频方式，最高频率fH= 15kHz，最大频偏Δfmax=50kHz，频带宽度为B=130kHz。 窄带调频信号可看成由正交分量与同相分量合成，即 sNBFM(t)=cosωct- sinωct 倍频器的作用是提高调频指数βFM ，从而获得宽带调频。 倍频器可以用非线性器件实现，然后用带通滤波器滤去不需要的频率分量。 以理想平方律器件为例，其输出-输入特性为 so(t)=as2i(t) 当输入信号si(t)为调频信号时，有 si(t)=Acos［ωct+φ(t)］ 由上式可知， 滤除直流成分后可得到一个新的调频信号， 其载频和